多线螺纹宏程序的编程应用-发表职称论文网

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多线螺纹宏程序的编程应用

张传华

摘 要 本文根据宏程序的特点，研究出切实可行的多线螺纹加工程序，该程序结构简单，具备嵌套循环加工的特点，适合于任何形式的多线螺纹加工，用户只须改变相关变量赋值，调用宏程序即可加工出所需的螺纹，其通用性、灵活性强。

关键词 多线螺纹；数控系统 ；宏程序编程；简单快捷

一、宏程序编程特点

1. 宏变量

普通加工程序直接用数值指定G代码和移动距离，例如G01X100，使用用户宏程序时，数值可以直接指定或用变量指定。由＃＋数字组成宏变量，数字所处区间决定了宏变量所属于的范围。如下表所示：



变量根据变量号可以分成四种类型：

变 量 号 变量类型 功 能

#0 空变量 该变量总是空，没有值能赋给该变量。

#1-#33 局部变量 局部变量只能用在宏程序中存储数据，例如，运算结果。当断电时，局部变量被初始化为空。调用宏程序时，自变量对局部变量赋值。

#100-#199

#500-#999 公共变量 公共变量在不同的宏程序中的意义相同。当断电时，变量#100-#199初始化为空，变量#500——#999的数据保存，即使断电也不丢失。

#1000- 系统变量 系统变量用于读和写CNC运行时的各种数据，例如，刀具的当前位置和补偿值。

宏变量的引用：为在程序中使用变量值，指定后跟变量号的地址。当用表达式指定变量时，要把表达式放在括号中。当改变引用的变量值的符号时，要把符号放在#的前面。

例如：G01X[#1+#2]

G0X-#1

当变量值未定义时，这样的变量成为“空”变量。变量#0总是空变量。它不能写，只能读。此外，需要注意的是程序号，顺序号和任选程序段跳转号不能使用变量。

2.条件运算符

运算符由两个字母组成，用于两个值的比较，以决定他们是相等还是一个值小于或大于另一个值。注意：不能使用不等符号。

EQ（=），NE（≠），GT（＞），

GE（≥），LT（＜），LE（≤）

 

功能 格式 备注

定义 #i=#j

加法

减法

乘法

除法 #i=#j+#k；

#i=#j-#k；

#i=#j*#k；

#i=#j/#k；

正弦

反正弦

余弦

反余弦

正切

反正切 #i=SIN[#j];

#i=ASIN[#j];

#i=COS[#j];

#i=ACOS[#j];

#i=TAN[#j];

#i=ATAN[#j]/ [#k]; 角度以度指定，90°30′表示为90.5度。

平方根

绝对值

舍入

上取整

下取整

自然对数

指数函数 #i=SQRT[#j];

#i=ABS[#j];

#i=ROUND[#j];

#i=FLX[#j];

#i=FUP[#j];

#i=LN[#j];

#i=EXP[#j];

或

异或

与 #i=#j OR#k;

#i=#j XOR#k;

#i=#j AND#k; 逻辑运算一位一位地按二进制数执行。

从BCD转为BIN

从BIN转为BCD #i=BIN[#j];

#i=BCD[#j]; 用于与PMC的信号交换。

3.转移和循环

在宏程序中，使用GOTO语句和IF语句可以改变控制的流向。有三种转移和循环操作可供使用。

（1）无条件转移语句（GOTO语句）

格式：GOTOn n表示顺序号（1~99999）

例如：GOTO 1 （表示顺序号为1）

（2）条件转移语句（IF语句）

格式1：IF[条件表达式] GOTOn

如果指定的条件表达式满足时，转移到标有顺序号n的程序段；如果指定的条件不满足，执行下个程序段。

例如：IF[#1GT10] GOTO2;

N2 G0X10; 如果#1大于10，转移到顺序号N2的程序段。

格式2：IF[条件表达式] THEN

如果条件表达式满足，执行预先决定的宏程序语句。只执行一个宏程序语句。

例如：IF[#1EQ#2].THEN #3=0;

如果#1和#2的值相同，0赋给#3。

（3）循环（WHILE语句）

格式：WHILE [条件式] DO m；

……

END m；

式中：m——循环执行范围的识别号，只能是1、2和3，否则系统报警。

注意：DO—END循环能够按需要使用多次，即循环嵌套。

循环嵌套：

DO—END循环嵌套：

WHILE [条件式1] DO 1；

……

WHILE [条件式2] DO 2；

……

WHILE [条件式3] DO 3；

……

END 3；

……

END 2

……

END 1；

二、多线螺纹加工宏程序设计思路

由于大多数经济型数控机床的硬件配置中，主轴没有分度的功能，所以一般采用轴向分线的方法进行多线螺纹车削。多线螺纹加工设计思路如下：

如图1所示，首先对有关螺纹参数如螺纹线数（分线距离）、外径、底径、导程、螺纹切削长度等进行赋值，利用条件转移功能进行螺纹加工线数距离的比较，其中，在加工第I个线数螺纹时，还要进行螺纹深度加工的比较，若螺纹深度加工没有达到所需的螺纹底径尺寸，X方向变量赋值，继续循环加工，直至达到尺寸要求为止，再进行线数距离Z方向变量赋值（移动一个螺距）的螺纹切削加工，直至所有线数加工完毕。

这种编程思路的特点是，不论加工何种螺纹，线数多少，只需对螺纹有关参数进行赋值，即可实现对多线螺纹的加工，具备螺纹加工的通用性和灵活性，且结构简单。

三、程序编制比较

图2所示是一直径为φ30mm的5线普通粗牙螺纹零件图，其导程为10 mm。

(1)在FANUC数控系统加工，采用G76指令编程如下：

O001

G0 X100 Z100；

S500 M3；

G0 X32 Z10； 快速定位

G76 P020000 Q20 R0.02;

G76 X27.4 Z-100 P1300 Q400 F10; 加工第1头螺纹

G0 X32 Z12; 移动一个螺距

G76 P020000 Q20 R0.02;

G76 X27.4 Z-100 P1300 Q400 F10; 加工第2头螺纹

G0 X32 Z14; 移动一个螺距

G76 P020000 Q20 R0.02;

G76 X27.4 Z-100 P1300 Q400 F10; 加工第3头螺纹

G0 X32 Z16; 移动一个螺距

G76 P020000 Q20 R0.02;

G76 X27.4 Z-100 P1300 Q400 F10; 加工第4头螺纹

G0 X32 Z18; 移动一个螺距

G76 P020000 Q20 R0.02;

G76 X27.4 Z-100 P1300 Q400 F10; 加工第5头螺纹

G0 X100 Z100;

M5;

M30;

(2)在FANUC数控系统加工，根据宏程序结构图编制多线螺纹加工程序如下：

O0001；

G0 X100 Z100；

S500 M3；

#1=0.1； （在X方向加工切入深度增量）

#2=30； （螺纹外径）

#3=105； （切削长度）

#4=27.4； （螺纹底径）

#5=10； （第一线螺纹Z方向的定位）

#6=2； （螺距）

#7=30 （X方向加工初始值）

#8=28 （最后线数螺纹Z方向的定位）

#9=10； （导程）

WHILE [#5LE#8] DO1； （分线距离加工比较）

WHILE[#7GT#4]DO2； （螺纹牙深加工比较）

G00 X[#7-#1] Z#5； （横向加工进刀位置）

G32 W[-#3] F#9； （螺纹切削）

G00 X[#2+10]； （X方向退刀）

W#3； （Z方向退刀）

#7=#7-0.1； （牙深变量）

END2；

#7=#2； （恢复X方向加工的初始值）

#5=#5+#6； （分线距离变量）

END1；

G00 X100 Z100 ；

M5；

M30；

比较上述两种程序编制方法可见：用G76指令加工多头螺纹比较繁锁，用宏程序编制简单快捷。而且若用宏程序编制，只要改变螺纹的参数赋值就可以加工出不同尺寸、不同线数的多线螺纹。

多线螺纹宏程序的编程应用

张传华

广东省湛江市技师学院 524037

摘 要 本文根据宏程序的特点，研究出切实可行的多线螺纹加工程序，该程序结构简单，具备嵌套循环加工的特点，适合于任何形式的多线螺纹加工，用户只须改变相关变量赋值，调用宏程序即可加工出所需的螺纹，其通用性、灵活性强。

关键词 多线螺纹；数控系统 ；宏程序编程；简单快捷

一、宏程序编程特点

1. 宏变量

普通加工程序直接用数值指定G代码和移动距离，例如G01X100，使用用户宏程序时，数值可以直接指定或用变量指定。由＃＋数字组成宏变量，数字所处区间决定了宏变量所属于的范围。如下表所示：



变量根据变量号可以分成四种类型：

变 量 号 变量类型 功 能

#0 空变量 该变量总是空，没有值能赋给该变量。

#1-#33 局部变量 局部变量只能用在宏程序中存储数据，例如，运算结果。当断电时，局部变量被初始化为空。调用宏程序时，自变量对局部变量赋值。

#100-#199

#500-#999 公共变量 公共变量在不同的宏程序中的意义相同。当断电时，变量#100-#199初始化为空，变量#500——#999的数据保存，即使断电也不丢失。

#1000- 系统变量 系统变量用于读和写CNC运行时的各种数据，例如，刀具的当前位置和补偿值。

宏变量的引用：为在程序中使用变量值，指定后跟变量号的地址。当用表达式指定变量时，要把表达式放在括号中。当改变引用的变量值的符号时，要把符号放在#的前面。

例如：G01X[#1+#2]

G0X-#1

当变量值未定义时，这样的变量成为“空”变量。变量#0总是空变量。它不能写，只能读。此外，需要注意的是程序号，顺序号和任选程序段跳转号不能使用变量。

2.条件运算符

运算符由两个字母组成，用于两个值的比较，以决定他们是相等还是一个值小于或大于另一个值。注意：不能使用不等符号。

EQ（=），NE（≠），GT（＞），

GE（≥），LT（＜），LE（≤）

 

功能 格式 备注

定义 #i=#j

加法

减法

乘法

除法 #i=#j+#k；

#i=#j-#k；

#i=#j*#k；

#i=#j/#k；

正弦

反正弦

余弦

反余弦

正切

反正切 #i=SIN[#j];

#i=ASIN[#j];

#i=COS[#j];

#i=ACOS[#j];

#i=TAN[#j];

#i=ATAN[#j]/ [#k]; 角度以度指定，90°30′表示为90.5度。

平方根

绝对值

舍入

上取整

下取整

自然对数

指数函数 #i=SQRT[#j];

#i=ABS[#j];

#i=ROUND[#j];

#i=FLX[#j];

#i=FUP[#j];

#i=LN[#j];

#i=EXP[#j];

或

异或

与 #i=#j OR#k;

#i=#j XOR#k;

#i=#j AND#k; 逻辑运算一位一位地按二进制数执行。

从BCD转为BIN

从BIN转为BCD #i=BIN[#j];

#i=BCD[#j]; 用于与PMC的信号交换。

3.转移和循环

在宏程序中，使用GOTO语句和IF语句可以改变控制的流向。有三种转移和循环操作可供使用。

（1）无条件转移语句（GOTO语句）

格式：GOTOn n表示顺序号（1~99999）

例如：GOTO 1 （表示顺序号为1）

（2）条件转移语句（IF语句）

格式1：IF[条件表达式] GOTOn

如果指定的条件表达式满足时，转移到标有顺序号n的程序段；如果指定的条件不满足，执行下个程序段。

例如：IF[#1GT10] GOTO2;

N2 G0X10; 如果#1大于10，转移到顺序号N2的程序段。

格式2：IF[条件表达式] THEN

如果条件表达式满足，执行预先决定的宏程序语句。只执行一个宏程序语句。

例如：IF[#1EQ#2].THEN #3=0;

如果#1和#2的值相同，0赋给#3。

（3）循环（WHILE语句）

格式：WHILE [条件式] DO m；

……

END m；

式中：m——循环执行范围的识别号，只能是1、2和3，否则系统报警。

注意：DO—END循环能够按需要使用多次，即循环嵌套。

循环嵌套：

DO—END循环嵌套：

WHILE [条件式1] DO 1；

……

WHILE [条件式2] DO 2；

……

WHILE [条件式3] DO 3；

……

END 3；

……

END 2

……

END 1；

二、多线螺纹加工宏程序设计思路

由于大多数经济型数控机床的硬件配置中，主轴没有分度的功能，所以一般采用轴向分线的方法进行多线螺纹车削。多线螺纹加工设计思路如下：

图1宏程序结构图

如图1所示，首先对有关螺纹参数如螺纹线数（分线距离）、外径、底径、导程、螺纹切削长度等进行赋值，利用条件转移功能进行螺纹加工线数距离的比较，其中，在加工第I个线数螺纹时，还要进行螺纹深度加工的比较，若螺纹深度加工没有达到所需的螺纹底径尺寸，X方向变量赋值，继续循环加工，直至达到尺寸要求为止，再进行线数距离Z方向变量赋值（移动一个螺距）的螺纹切削加工，直至所有线数加工完毕。

这种编程思路的特点是，不论加工何种螺纹，线数多少，只需对螺纹有关参数进行赋值，即可实现对多线螺纹的加工，具备螺纹加工的通用性和灵活性，且结构简单。

三、程序编制比较

图2所示是一直径为φ30mm的5线普通粗牙螺纹零件图，其导程为10 mm。

图2 加工零件图

(1)在FANUC数控系统加工，采用G76指令编程如下：

O001

G0 X100 Z100；

S500 M3；

G0 X32 Z10； 快速定位

G76 P020000 Q20 R0.02;

G76 X27.4 Z-100 P1300 Q400 F10; 加工第1头螺纹

G0 X32 Z12; 移动一个螺距

G76 P020000 Q20 R0.02;

G76 X27.4 Z-100 P1300 Q400 F10; 加工第2头螺纹

G0 X32 Z14; 移动一个螺距

G76 P020000 Q20 R0.02;

G76 X27.4 Z-100 P1300 Q400 F10; 加工第3头螺纹

G0 X32 Z16; 移动一个螺距

G76 P020000 Q20 R0.02;

G76 X27.4 Z-100 P1300 Q400 F10; 加工第4头螺纹

G0 X32 Z18; 移动一个螺距

G76 P020000 Q20 R0.02;

G76 X27.4 Z-100 P1300 Q400 F10; 加工第5头螺纹

G0 X100 Z100;

M5;

M30;

(2)在FANUC数控系统加工，根据宏程序结构图编制多线螺纹加工程序如下：

O0001；

G0 X100 Z100；

S500 M3；

#1=0.1； （在X方向加工切入深度增量）

#2=30； （螺纹外径）

#3=105； （切削长度）

#4=27.4； （螺纹底径）

#5=10； （第一线螺纹Z方向的定位）

#6=2； （螺距）

#7=30 （X方向加工初始值）

#8=28 （最后线数螺纹Z方向的定位）

#9=10； （导程）

WHILE [#5LE#8] DO1； （分线距离加工比较）

WHILE[#7GT#4]DO2； （螺纹牙深加工比较）

G00 X[#7-#1] Z#5； （横向加工进刀位置）

G32 W[-#3] F#9； （螺纹切削）

G00 X[#2+10]； （X方向退刀）

W#3； （Z方向退刀）

#7=#7-0.1； （牙深变量）

END2；

#7=#2； （恢复X方向加工的初始值）

#5=#5+#6； （分线距离变量）

END1；

G00 X100 Z100 ；

M5；

M30；

比较上述两种程序编制方法可见：用G76指令加工多头螺纹比较繁锁，用宏程序编制简单快捷。而且若用宏程序编制，只要改变螺纹的参数赋值就可以加工出不同尺寸、不同线数的多线螺纹。